《航空航天概论》课程笔记.docVIP

《航空航天概论》课程笔记

第一章航空航天发展概况

第1讲：航空航天的概念、分类及作用

一、航空航天的概念

1.航空：指在大气层内的飞行活动，涉及飞机、直升机等飞行器。

2.航天：指在地球大气层以外的空间进行的活动，涉及卫星、探测器、载人飞船等。

二、航空航天的分类

1.按飞行器类型分：

a.航空器：固定翼飞机、直升机、无人机等。

b.航天器：卫星、探测器、载人飞船、空间站等。

2.按用途分：

a.民用：客运、货运、农业、气象、遥感等。

b.军用：侦察、预警、作战、通信、导航等。

三、航空航天的作用

1.民用领域：

a.交通运输：缩短距离，提高速度，方便出行。

b.科研实验：开展大气、空间环境探测，促进科学进步。

c.经济发展：带动航空、航天产业发展，创造就业岗位。

d.社会服务：遥感、气象、通信、导航等，提高生活质量。

2.军用领域：

a.侦察监视：获取情报，提高国家安全。

b.作战力量：实施空中打击，支援地面部队。

c.通信指挥：建立高效、稳定的指挥体系。

d.导航定位：提高精确打击能力，保障任务完成。

第2讲：世界航空航天技术发展

一、世界航空技术发展

1.1903年，莱特兄弟成功实现人类首次有动力、可控飞行。

2.20世纪40-50年代，喷气式飞机的出现，实现民用航空运输现代化。

3.20世纪60-70年代，超音速飞机的发展，缩短长途飞行时间。

4.21世纪，绿色航空、电动飞机等新兴技术逐渐崛起。

二、世界航天技术发展

1.1957年，苏联成功发射第一颗人造卫星，开启航天时代。

2.1969年，美国阿波罗11号飞船实现人类首次登月。

3.20世纪70-80年代，航天飞机、空间站的出现，实现航天器重复使用和长期在轨。

4.21世纪，探测火星、木星等深空任务，拓展人类认知边界。

第3讲：中国航空航天技术发展

一、中国航空技术发展

1.1954年，中国自制第一架飞机——雅克-18教练机。

2.20世纪80-90年代，自主研发的歼-10、歼-11等战斗机相继服役。

3.21世纪，大型客机C919、水陆两栖飞机AG600等民用航空器取得突破。

二、中国航天技术发展

1.1970年，成功发射第一颗人造卫星——东方红1号。

2.2003年，神舟五号飞船实现载人航天，成为第三个独立掌握载人航天技术的国家。

3.2013年，嫦娥三号探测器成功着陆月球，实现月球软着陆。

4.2020年，天问一号探测器成功着陆火星，成为第二个登陆火星的国家。

第二章升力与阻力的产生

第1讲：流体流动基本规律

一、流体的基本特性

1.流体：指在受到外力作用下，能够流动的物质，如空气、水等。

2.流体的主要特性：

a.无固定形状：流体形状会随着容器形状和外界压力的变化而变化。

b.连续性：流体在流动过程中，质量守恒，即在任意时间内，通过任意截面的流体质量相等。

c.不可压缩性：在常温常压下，流体的密度基本保持不变。

二、流体流动的基本规律

1.纳维-斯托克斯方程（N-S方程）：描述流体流动的偏微分方程，是流体力学的基本方程。

2.连续性方程：描述流体流动过程中质量守恒的方程。

3.伯努利方程：描述流体在流动过程中，速度、压力和高度之间的关系。

第2讲：飞机的升力

一、升力的产生

1.升力：指飞行器在空中飞行时，垂直于飞行方向的力，是克服重力的主要力。

2.升力的产生原因：当飞行器翼型与气流方向呈一定角度时，气流在翼型上下表面产生速度差，根据伯努利方程，上表面压力小，下表面压力大，从而产生向上的升力。

二、影响升力的因素

1.翼型：翼型的形状和弯度对升力有很大影响，如常见的NACA系列翼型。

2.攻角：攻角（迎角）是翼型与风向之间的夹角，攻角的增大可以提高升力，但过大的攻角会导致失速。

3.气流速度：气流速度越大，升力越大。

第3讲：飞机的阻力

一、阻力的产生

1.阻力：指飞行器在空中飞行时，与飞行方向相反的力，是克服空气阻力的力。

2.阻力的产生原因：当飞行器在空气中飞行时，空气分子与飞行器表面发生碰撞，产生摩擦力，同时飞行器形状和速度也会导致气流分离，产生涡流，从而产生阻力。

二、影响阻力的因素

1.表面形状：表面光滑、流线型的物体阻力较小。

2.湿润面积：湿润面积越大，摩擦阻力越大。

3.气流速度：气流速度越大，阻力越大。

4.气流方向：攻角过大会导致气流分离，产生较大阻力。

第三章飞机气动布局及飞行性能

第1讲：超声速飞行特点

一、声速与马赫数

1.声速：指声波在某种介质中传播的速度，空气中的声速约为1225千米/小时。

2.马赫数：飞行器速度与声速的